Agents antimousse pour la fermentation liquide des champignons : sélection, application et contrôle

Agents antimousse pour la fermentation liquide des champignons : sélection, application et contrôle

Lors de la fermentation liquide en cuve profonde de champignons comestibles (tels que les shiitakes, les pleurotes, l'Armillaria mellea, les morilles et le Ganoderma lucidum), les milieux de culture contiennent souvent des ingrédients comme la farine de soja, la farine de maïs (ou une suspension de farine de maïs), la peptone, l'extrait de levure et des sucres. Sous agitation et aération, une mousse épaisse et très stable se forme rapidement.

Une formation excessive de mousse peut entraîner un débordement de liquide, le colmatage des filtres d'échappement, un risque accru de contamination et une réduction du volume utile. La couche de mousse fait obstacle aux échanges gaz-liquide, ce qui diminue indirectement le taux d'oxygène dissous et inhibe la formation et la croissance du mycélium ; dans les cas les plus graves, la totalité du lot peut être perdue.

La technologie antimousse a évolué, passant de méthodes physiques simples à des techniques mécaniques, chimiques et combinées, pour aboutir enfin à de nouvelles techniques écologiques ( incluant de nouvelles technologies physiques, l'antimousse biologique et le contrôle de la mousse à la source ). Cette évolution répond aux exigences de transposition d'échelle, des essais en laboratoire et à l'échelle pilote à la fermentation à l'échelle industrielle.

Cette section décrit le développement des technologies anti-mousse de fermentation et détaille leurs applications pratiques, leurs avantages, leurs inconvénients et les scénarios appropriés à différentes échelles (flacons agités, cuves de germination et fermenteurs à grande échelle).

1. Mécanisme d'action des agents antimousse
Les agents antimousse agissent principalement en réduisant la tension superficielle du film liquide de la mousse. Au contact de la mousse, l'agent se répand rapidement à la surface des bulles, déplaçant les substances moussantes initiales et créant une zone de plus faible tension superficielle. Cette zone de faible tension déstabilise le film liquide, provoquant son amincissement et sa rupture, ce qui élimine la mousse. De plus, les agents antimousse efficaces possèdent des propriétés de « suppression de la mousse », empêchant durablement la formation de nouvelle mousse.

Les méthodes de contrôle de la mousse ont évolué depuis les premiers ajustements de processus (contrôle de la mousse à la source - une approche toujours fondamentale aujourd'hui) jusqu'aux agents antimousse mécaniques (les palettes antimousse de type râteau étant la configuration courante et l'antimousse centrifuge externe étant moins fréquemment utilisé), et enfin jusqu'aux agents antimousse chimiques les plus couramment utilisés aujourd'hui (la méthode standard pour la fermentation liquide des champignons comestibles).

① Huiles végétales naturelles (huile de soja, huile de maïs, huile de coton)
Largement utilisés aux débuts de la production de mycélium liquide pour les champignons comestibles ; ils peuvent également servir de source de carbone.

Usage:

Ajouté avant la stérilisation ou introduit en petites quantités pendant la fermentation ; dosage : 0,1 % à 0,5 %.

Avantages :

Convient au contact alimentaire ; compatible avec le mycélium liquide pour la culture ; sans résidus toxiques.

Inconvénients :

Faible efficacité antimousse ; s'épuise rapidement, nécessitant un réapprovisionnement répété ; un ajout excessif peut enrober le mycélium, réduisant considérablement les niveaux de kLa et d'oxygène dissous, inhibant ainsi la croissance mycélienne ; les huiles s'oxydent facilement, augmentant le risque de contamination ; ne convient pas à la fermentation à haute densité et de longue durée.

Rôle actuel : Utilisation d’urgence/complémentaire dans les ateliers de production de mycélium de petite à moyenne taille ; n’est plus utilisé comme antimousse principal.

② Antimousses polyéther (polyoxypropylène glycérol [GP], polyoxyéthylène-polyoxypropylène glycérol [GPE])
Polyéthers de qualité alimentaire ; résistent à la stérilisation à 121 °C.

Usage:

Peut être ajouté au milieu avant stérilisation ou automatiquement administré via une liaison de capteur de mousse ; dosage typique pour les champignons comestibles : 0,05–0,2‰.

Avantages :

Son efficacité antimousse et de suppression de la mousse dépasse largement celle des huiles végétales ; faible dosage requis ; faible toxicité pour le mycélium de la plupart des champignons comestibles ; convient aux mycéliums liquides de shiitake (*Lentinula edodes*), de pleurote du panicaut (*Pleurotus eryngii*) et de morille (*Morchella* spp.) ; la séparation en aval est plus facile qu’avec les agents à base de silicone si l’on souhaite extraire des polysaccharides ou des métabolites mycéliens.

Inconvénients :

Un ajout excessif réduit considérablement le kLa et l'oxygène dissous ; les souches sensibles (par exemple, *Armillaria mellea*) peuvent présenter une croissance ralentie et un brunissement accru ; la tolérance varie considérablement d'une souche à l'autre, il est donc essentiel de réaliser des tests de gradient à petite échelle dans des flacons agités avant la production à grande échelle afin de déterminer la plage de dosage sûre.

③ Antimousses composites silicone/polyéther-silicone
Pouvoir antimousse extrêmement puissant, mais généralement utilisé avec précaution pour le mycélium de champignons comestibles ; des essais sont nécessaires avant toute application à grande échelle. Exemple : polydiméthylsiloxane (PDMS) ; dosage typique pour les champignons comestibles : 0,01 à 0,2 ‰.

Risques :

Les composants du silicium ont tendance à laisser des résidus, et le mycélium de certains champignons comestibles est sensible au silicium ; de plus, si le mycélium doit subir un traitement en aval (par exemple pour les compléments alimentaires ou l'extraction de polysaccharides), les résidus de silicium peuvent interférer avec les processus de filtration et de séparation membranaire.

Directives opérationnelles pour la culture des champignons comestibles :

Appliquer en petites quantités à intervalles réguliers, en privilégiant les ajouts répétés plutôt qu'une seule dose importante ; privilégier l'ajout automatisé par lots et éviter absolument le déversement manuel en vrac.